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紫叶李果实中总多酚的抑菌性及稳定性研究



全 文 :《食品工业》2014 年第35卷第 8 期 195
研究探讨
紫叶李果实中总多酚的抑菌性及稳定性研究
汪洪涛,陈成,余芳,杨爱萍,李小华
江苏经贸职业技术学院食品系,江苏省食品安全工程技术研究开发中心(南京 210007)
摘 要 对从紫叶李果实中提取的总多酚的抑菌性和稳定性进行了研究。结果表明, 紫叶李果实中总多酚对常见
致病性细菌有一定程度的抑制作用; 总多酚溶液在室内自然光和阴暗处存放稳定, 在强光照射下易破坏; 在酸性条
件下和低温下稳定, 氧化剂H2O2对总多酚溶液的稳定性影响较大, 还原剂Na2SO3对溶液的稳定性影响较小, 说明总
多酚耐还原能力比耐氧化能力强; 总多酚抗K+、Zn2+、Mg2+和Na+的干扰能力强, 抗Ca2+、Fe3+和Cu2+的干扰能力
较弱; 蔗糖、葡萄糖、VC、苯甲酸钠等食品成分和添加剂对总多酚的影响不大。
关键词 紫叶李果实; 总多酚; 抑菌性; 稳定性
Study on Antimicrobial Activity and Stability of Total Polyphenol in
Pranus cerasifera Fruit
Wang Hong-tao, Chen Cheng, Yu Fang, Yang Ai-ping, Li Xiao-hua
Food Department, Jiangsu Vocational Institute of Economy and Trade, the Research and Empolder Center of Food Safety
Project of Jiangsu Province (Nanjing 210007)
Abstract The antimicrobial activity and stability of total polyphenol extracted from Pranus cerasifera fruit were studied. The
results showed that the total polyphenol had active resistance to familiar microbe such as Staphylococcus aureus, Escherichia
coli and Salmonella. The total polyphenol had good resistance against native light in room and shade and easily damaged in
the bright light, but stable under acidic conditions and at low temperature. Oxidant H2O2 has biggish effect on total polyphenol
stability while reducer Na2SO3 has lesser effect. Ca
2+, Fe3+and Cu2+ can affect the stability of total polyphenol, but other metal
ion including K+, Zn2+, Mg2+ and Na+ had no adverse effect on total polyphenol stability. Food composition and additive such
as sugar, VC and antiseptic had no negative effects on the total polyphenol stability.
Keywords Pranus cerasifera fruit; total polyphenol; antimicrobial activity; stability
植物总多酚是从植物中提取的一类生物活性物
质,因其含有多个活性羟基,具有抗氧化、延缓衰老
和消除体内活性自由基等多种生理和药理活性,被誉
为“第七类营养素”[1-2]。随着茶多酚和葡萄多酚的广
泛应用,使植物多酚类化合物的应用成为现在的研究
热点[3-4]。
紫叶李为蔷薇科李属植物,原产亚洲西南部,中
国华北及其以南地区广为种植。紫叶李常作为观赏树
木,在学校与城市作为绿化而广泛种植,因其果实不
大,且有涩味,一般很少鲜食,大多自然掉落。胡迎
芬等[5]研究表明紫叶李叶的提取物具有一定的抗氧化
性。为了更好的开发利用天然植物资源,试验对从紫
叶李果实中提取的总多酚的抑菌性和稳定性进行了研
究,为其在食品工业中的应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
总多酚:从校园中紫叶李树上采摘的紫叶李果实
中提取。
大肠杆菌(E s c h e r i c h i a c o l i)、沙门氏菌
(Salmonella)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus
aureus);酵母:汉逊氏酵母(Hansenula sp);霉
菌:黄曲霉(Aspergillus fl avus)。以上菌种由江苏经
贸职业技术学院食品系微生物实验室提供,分别简写
为E,Sa,St,H,A。牛肉膏蛋白胨琼脂培养基和马
铃薯琼脂培养基按文献[6]操作自制。试验中所用试剂
均为分析纯或生化级。
1.2 主要仪器与设备
DCF30/23-ⅢA 型电热鼓风干燥箱:南京实验代
理厂;HWS-24 型数显恒温水浴锅:上海梅香仪器公
司;SHB-Ⅲ 型循环水式多用真空泵:郑州长城科技
有限公司;YSQ-LS-100SⅡ 立式压力蒸气灭菌器:上
海博讯试验公司医疗设备厂;HG303-4 型电热恒温培
养箱:南京实验仪器制造厂;FA2104N 电子天平:上
海菁海仪器有限公司;722S 可见分光光度计:上海佑
科仪器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 总多酚的提取
从校园中紫叶李树上采摘的成熟的果实,清洗干
净后凉干置于60 ℃的电热鼓风干燥箱中烘干。将干燥
好的果实用粉碎机粉碎后,准确称取一定量的粉末于
三角瓶中,用通过试验确定的最佳提取工艺条件:提
基金项目:江苏经贸职业技术学院科研基金资助项目
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取溶剂为50%乙醇溶液、70 ℃控温、料液比为1︰120
(g/mL)、提取时间90 min进行提取,再真空抽滤,
减压浓缩至剩余液只有原液10%左右时,将其移至真
空干燥箱内,在60 ℃以下真空干燥去除残留乙醇和水
分,得到的粉末即为总多酚粗品。
1.3.2 色素的抑菌性试验
先制备培养基平板,细菌用90 mm的牛肉膏蛋白
胨琼脂培养基平板, 酵母及霉菌用90 mm的马铃薯
琼脂培养基平板。用无菌水将各种菌配制成106~107
个/mL的菌悬液, 然后无菌吸取1 mL各菌悬液至平板
上,涂布接种后用灭菌镊子将事先制备好的桔皮色素
滤纸片轻贴在平板的菌层表面,然后将平板底朝上置
37 ℃温箱内培养18 h~24 h,用滤纸片法[7]测定抑菌
圈直径大小,并用无菌水设空白对照,确定其抑菌
效果。
1.3.3 色素的稳定性试验
准确称取10.000 0 g总多酚粗品于100 mL容量瓶
中,用蒸馏水定容,摇匀静置后,作为母液。分别对
其进行变换温度、变换pH、光照试验、添加金属离
子、氧化剂和还原剂及其它食品成分和添加剂等的影
响因素进行分析[8],按文献[9]的方法研究紫叶李果实
中总多酚在以上影响因素下的稳定性。
2 结果与分析
2.1 抑菌试验结果与分析
将总多酚粗品配制成5个不同质量分数的溶液,
各溶液的质量浓度分别为10 mg/100 mL,30 mg/100
mL,50 mg/100 mL,70 mg/100 mL,90 mg/100 mL,
用这些溶液制备滤纸片进行抑菌试验,具体试验结果
见表1。
由表1可知,总多酚的质量分数在以上5个范围
内,对常见的细菌如大肠杆菌,蜡样芽孢杆菌和沙门
氏菌均有抑菌作用。随着总多酚的浓度不断增加,其
抑菌效果也相应的增加,而对常见的真菌如酵母和霉
菌无抑菌效果。
表1 总多酚的抑菌效果
总多酚质量浓度 /
mg·(100 mL)-1
抑菌圈直径 /mm
E Sa St H A
10 5.1 5.3 5.5 - -
30 5.2 5.5 6 - -
50 5.5 5.8 6.2 - -
70 5.7 6 6.5 - -
90 6 6.2 7 - -
2.2 稳定性试验结果与分析
2.2.1 pH对总多酚稳定性的影响
取10.00 mL总多酚母液放入用NaOH和HCl配成的
不同pH的水溶液中定容到100 mL,摇匀后静置,不
同时间后室温下在760 nm处测定不同pH下溶液的吸光
度,结果见图1。
由图1可知,总多酚溶液在酸性和中性条件下,
其性质较为稳定。而在碱性条件,总多酚溶液的吸光
度变化较大。可能因为总多酚富含酚羟基,呈弱酸
性,故在酸性条件下,吸光度变化较小;而在碱性条
件下,破坏了总多酚的结构,生成其他物质,使得溶
液的吸光度增大,且随着时间延长而增大。
图1 pH对总多酚稳定性的影响
2.2.2 光照对总多酚稳定性的影响
取总多酚母液用蒸馏水配成10 mg/100 mL的溶
液,分别于紫外灯光,室内自然光,室内灯光,阴暗
处放置不同时间后,进行光稳定性试验。在室温下
760 nm处测定不同光照条件下溶液的吸光度,结果见
图2。
由图2可知,总多酚溶液在室内灯光下和阴暗处
比较稳定,耐光性较好;但在紫外灯和阳光直接照射
下,吸光度下降程度较大,可能因为在强光照射下,
溶液中总多酚的结构被破坏,导致测定后溶液的吸光
度下降,故在存放和利用总多酚时应避免强光直接
照射。
图2 光照对总多酚稳定性的影响
2.2.3 温度对总多酚稳定性的影响
取总多酚母液用蒸馏水配成10 mg/100 mL的溶
液,装入比色管分别置于30 ℃,50 ℃,70 ℃,90 ℃
的水浴锅中避光静置不同时间后,进行热稳定性试
验。在室温下760 nm处测定不同温度下溶液的吸光
度,结果见图3。
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研究探讨
由图3可知,在30 ℃和50 ℃温度下保温5 h,溶液
的吸光度基本没有变化,说明总多酚在低温条件下较
稳定;当温度在70 ℃~90 ℃范围内时,在1 h内溶液
的吸光度下降较多,说明总多酚在高温下不稳定,故
应在低温条件下保存和利用,防止高温破坏。
图3 温度对总多酚稳定性的影响
2.2.4 氧化还原剂对总多酚稳定性的影响[8]
取总多酚母液10.00 mL于100 mL的容量瓶中,分
别在瓶中滴入30%过氧化氢(H2O2)0,1,3,8,10
滴后用蒸馏水进行定容,静置不同时间后,在室温下
760 nm处测定溶液的吸光度,结果见图4。
由图4可知,随着H2O2溶液浓度的增加,放置时
间的延长,总多酚溶液的吸光度变化较大,表明总多
酚耐氧化能力较弱;同时取总多酚母液10.00 mL于100
mL的容量瓶中,分别配置成含亚硫酸钠(Na2SO3)
的质量浓度为0.00 mg/mL,0.05 mg/mL,0.25 mg/mL,
0.50 mg/mL的总多酚溶液,静置不同时间后,在室温
下760 nm处测定溶液的吸光度,结果见图5。由图5可
知,随着Na2SO3溶液浓度的增加及放置时间的延长,
总多酚溶液的吸光度变化不大,肉眼观察溶液的颜色
也无明显变化,由此说明紫叶李果实中提取的总多
酚耐还原能力比耐氧化能力强。
图4 氧化剂对总多酚稳定性的影响
图5 还原剂对总多酚稳定性的影响
2.2.5 部分食品成分和添加剂对总多酚稳定性的影响
分别取总多酚母液10 mL配制成5 mg/mL的VC,
5 mg/mL的苯甲酸钠,100 mg/mL的蔗糖和100 mg/
mL的葡萄糖溶液,摇匀后静置,在24 h和48 h后于
760 nm处测定其吸光度,并进行空白对照,结果见
表2。
由表2可知,总多酚溶液中加入不同浓度的食品
成分和添加剂后,放置24 h和48 h后,经测定溶液的
吸光度变化不大,肉眼观察溶液颜色无明显变化,说
明VC,苯甲酸钠,蔗糖,葡萄糖对总多酚的影响不
大,其对大多数食品添加剂有一定的耐受力,可以在
食品中很好的应用。
表2 食品成分和添加剂对总多酚稳定性的影响
吸光度
食品成分和添加剂
对照
试验
5 mg/mL
VC
5 mg/mL 苯
甲酸钠
100 mg/mL
蔗糖
100 mg/mL
葡萄糖
A24 h 0.845 0.834 0.837 0.839 0.835
A48 h 0.838 0.825 0.829 0.834 0.827
2.2.6 部分金属离子对总多酚稳定性的影响
分别取总多酚母液10.00 mL于100 mL的容量瓶
中,配制不同浓度的Ca2+,Mg2+,Na+,Zn2+,K+,
Fe3+,Cu2+离子的总多酚溶液,室温下放置1 h,5 h。
在760 nm处测定不同金属离子浓度总多酚溶液的吸光
度,结果见表3。
由表3可知,与总多酚溶液共存的金属离子中,
随着金属离子浓度的不断增加和存放时间的延长,
K+和Zn2+离子对总多酚溶液的吸光度几乎没有影响,
Mg2+和Na+的存在随着存放时间的延长对总多酚溶液的
吸光度有稍许的降低,表明K+,Zn2+,Mg2+和Na+对多
酚的稳定性影响较小;而Ca2+,Fe3+和Cu2+离子浓度的
不断增加,总多酚溶液的吸光度有明显的增大作用,
肉眼观察溶液的颜色明显加深,尤其Fe3+最为显著,
表明这三种金属离子的存在对多酚的稳定性影响
较大。
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3 结论
1) 不同浓度的紫叶李果实中总多酚溶液对常见的
致病性细菌有不同程度的抑制作用,其抑菌效果随着
浓度的增加而增大;但其对常见的真菌无抑菌效果。
2) 从紫叶李果实中提取的总多酚在酸性和中性环
境中较稳定,在室内自然光和阴暗处稳定,在室内灯
光和紫外灯照射下不稳定,在低温下较稳定。
3) 氧化剂H2O2对紫叶李果实中总多酚的稳定性
影响较大,还原剂Na2SO3对色总多酚的稳定性影响较
小,说明总多酚耐还原能力比耐氧化能力强;总多酚
抗K+、Zn2+、Mg2+和Na+的干扰能力强,抗Ca2+、Fe3+和
Cu2+的干扰能力较弱;蔗糖、葡萄糖、VC、苯甲酸钠
等食品成分和添加剂对总多酚的影响不大,其对大多
数食品添加剂有一定的耐受力,可以在食品中得到很
好的应用。
参考文献:
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表3 部分金属离子对总多酚稳定性的影响
金属离子 吸光度 浓度 /mol·L
-1
对照 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Ca2+ A1 h 1.048 1.128 1.164 1.186 1.202 1.232
A5 h 1.008 1.068 1.080 1.092 1.122 1.134
Mg2+ A1 h 1.048 0.982 0.952 0.924 0.898 0.876
A5 h 1.008 0.964 0.932 0.896 0.886 0.858
金属离子 吸光度 浓度 /mol·L
-1
对照 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
Na+ A1 h 1.048 0.982 0.970 0.948 0.912 0.884
A5 h 1.008 0.978 0.962 0.932 0.892 0.868
K+ A1 h 1.048 1.032 1.022 1.008 0.998 0.989
A5 h 1.008 1.000 0.994 0.989 0.984 0.978
Zn2+ A1 h 1.048 1.036 1.028 1.022 1.014 1.008
A5 h 1.008 1.002 0.996 0.990 0.986 0.982
Fe3+ A1 h 1.048 1.224 1.436 1.598 1.702 1.958
A5 h 1.008 1.126 1.228 1.364 1.528 1.764
Cu2+ A1 h 1.048 1.098 1.142 1.184 1.216 1.248
A5 h 1.008 1.068 1.102 1.146 1.234 1.308
信 息
在973计划的支持下,中国农业科学院蔬菜花卉研究所
构建了包含360多万个位点的黄瓜全基因组遗传变异图谱,为
全面了解黄瓜这一重要蔬菜作物的进化及多样性提供了新思
路,并为全基因组设计育种打下了基础。
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多万个单核苷酸多态性位点(SNPs),33万多个小插入和删
除,594个获得/缺失变异。基于这些数据,研究人员构建了一
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谱,科学家证实了黄瓜发源于印度,同时将控制叶片、果实大
小以及苦味等性状的关键基因定位在了染色体上,为下一步利
用这些重要蔬菜驯化基因打下了基础。
973计划2012年设立重大项目“主要蔬菜重要品质性状形
成的遗传机理与分子改良”,两年来在蔬菜重要性状形成方
面取得一系列进展。
中国食品报 第6640期
973计划支持蔬菜基因组学研究取得重要进展
研究探讨